परमाणु की संरचना

कक्षा 9 विज्ञान

अध्याय: परमाणु की संरचना - त्वरित पुनरावृत्ति नोट्स (Formula Sheet)

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मुख्य परिभाषाएँ (Key Definitions)

1. परमाणु (Atom): किसी तत्व का वह सूक्ष्मترین कण जो रासायनिक अभिक्रियाओं में भाग ले सकता है और स्वतंत्र रूप से रह भी सकता है या नहीं भी।

2. अवर परमाणु कण (Subatomic Particles): परमाणु मुख्य रूप से तीन कणों से मिलकर बना होता है: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन।

3. इलेक्ट्रॉन (Electron): यह एक ऋणावेशित कण है। इसकी खोज जे. जे. थॉमसन ने की थी। इसका आवेश -1 और द्रव्यमान नगण्य माना जाता है।

4. प्रोटॉन (Proton): यह एक धनावेशित कण है। इसकी खोज ई. गोल्डस्टीन (नामकरण रदरफोर्ड) ने की थी। इसका आवेश +1 होता है।

5. न्यूट्रॉन (Neutron): यह एक आवेशहीन (उदासीन) कण है। इसकी खोज जे. चैडविक ने की थी। इसका द्रव्यमान लगभग प्रोटॉन के बराबर होता है।

6. परमाणु संख्या (Atomic Number, $Z$): किसी तत्व के परमाणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की कुल संख्या को परमाणु संख्या कहते हैं। यह हमेशा पूर्ण संख्या होती है।

$$\text{परमाणु संख्या } (Z) = \text{प्रोटॉनों की संख्या } (p) = \text{उदासीन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या } (e)$$

7. द्रव्यमान संख्या (Mass Number, $A$): किसी परमाणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों और न्यूट्रอนों की कुल संख्याओं के योग को द्रव्यमान संख्या कहते हैं। इसे 'A' से दर्शाते हैं।

$$\text{द्रव्यमान संख्या } (A) = \text{प्रोटॉनों की संख्या } (p) + \text{न्यूट्रอนों की संख्या } (n)$$

8. समस्थानिक (Isotopes): एक ही तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है। (उदाहरण: हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक - प्रोटियम $^11H$, ड्यूटेरियम $^21H$, ट्रिटियम $^3_1H$)

9. समभारिक (Isobars): वे परमाणु जिनकी द्रव्यमान संख्या समान लेकिन परमाणु संख्या भिन्न होती है। (उदाहरण: ${18}Ar^{40}$ और ${20}Ca^{40}$)

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परमाणु मॉडल (Atomic Models)

1. थॉमसन का परमाणु मॉडल (Thomson's Model):

• इसे 'प्लम पुडिंग' या 'तरबूज मॉडल' भी कहते हैं।
• इसके अनुसार, परमाणु एक धनावेशित गोला है जिसमें इलेक्ट्रॉन तरबूज के बीजों की तरह धंसे होते हैं।
• परमाणु में धनावेश और ऋणावेश का परिमाण समान होता है, इसलिए परमाणु उदासीन होता है।

2. रदरफोर्ड का अल्फा-कण प्रकीर्णन प्रयोग (Rutherford's Model):

• तेज़ गति वाले अल्फा-कणों ($He^{2+}$) को सोने की पतली पन्नी पर टकराया गया।
• निष्कर्ष:
• अधिकांश अल्फा-कण बिना विक्षेपण के सीधे निकल गए (अतः परमाणु का अधिकांश भाग खाली है)।
• बहुत कम कण अपने मार्ग से विक्षेपित हुए (अतः बीच में धनावेश है)।
• बहुत कम कण (18000 में से 1) वापस लौट आए (अतः परमाणु का समस्त धन आवेश और द्रव्यमान केंद्र में बहुत छोटे भाग में है, जिसे नाभि / Nucleus कहते हैं)।

3. बोर का परमाणु मॉडल (Bohr's Model of Atom):

• इलेक्ट्रॉन केवल कुछ निश्चित कक्षाओं में ही चक्कर लगा सकते हैं, जिन्हें विविक्त कक्षा (Discrete orbits) या ऊर्जा स्तर कहते हैं।
• जब इलेक्ट्रॉन इन कक्षाओं में चक्कर लगाते हैं, तो उनकी ऊर्जा का विकिरण (Radiation) नहीं होता है। इन्हें ऊर्जा कोश ($K, L, M, N...$) कहते हैं।

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मुख्य नियम एवं सूत्र (Key Rules & Formulas)

1. बोर-ब्युरी योजना - कक्षों में इलेक्ट्रॉनों का वितरण:

• किसी भी कोश (Shell) में अधिकतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या का सूत्र $2n^2$ होता है, जहाँ 'n' कोश की संख्या या ऊर्जा स्तर ($1, 2, 3...$) है।
• प्रथम कोश ($K, n=1$): $2(1)^2 = 2$ इलेक्ट्रॉन
• द्वितीय कोश ($L, n=2$): $2(2)^2 = 8$ इलेक्ट्रॉन
• तृतीय कोश ($M, n=3$): $2(3)^2 = 18$ इलेक्ट्रॉन
• चतुर्थ कोश ($N, n=4$): $2(4)^2 = 32$ इलेक्ट्रॉन

2. संयोजकता (Valency):

• किसी परमाणु के सबसे बाहरी कोश (संयोजी कोश) में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संयोजन शक्ति को संयोजकता कहते हैं।
• बाहरी कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 1, 2, 3, 4 होने पर संयोजकता क्रमशः 1, 2, 3, 4 होती है।
• यदि बाहरी कोश में इलेक्ट्रॉन 5, 6, 7, 8 हों, तो संयोजकता 8 - (बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या) होती है।
• अष्टक नियम (Octet Rule): जिन तत्वों के बाहरी कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं, वे रासायनिक रूप से अक्रिय (स्थाई) होते हैं।

3. न्यूट्रอน की संख्या ज्ञात करना:

$$\text{न्यूट्रอน की संख्या } (n) = \text{द्रव्यमान संख्या } (A) - \text{परमाणु संख्या } (Z)$$